• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.134-135
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• 2015

실리콘 반도체 칩 가공기술의 미세화는 40년에 걸쳐 전자기기 진보에 큰 공헌을 할 수 있었다. 절반간격(Half Pitch)이라는 최소 패턴크기로 좁아지고 있다. 회로패턴을 평면적으로뿐만 아니라 집적도를 올리는 3차원 실장기술이 중요시 되었다. 종래칩 표면에만 존재했던 접속용 전극을 표면과 뒷면에 붙여 칩을 관통하는 미세실리콘 관통전극(TSV; Through Silicon Via)제조기술로써 TSV는 한계의 반도체기술을 극복하여 한층 더 크게 발전할 가능성을 비추고 있다.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2002.10a
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• pp.76.1-76
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• 2002

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.4
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• pp.391-398
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• 2010

In this paper, we propose a sensor design by using a polysilicon strain gauge bonded to a metal diaphragm. The fabrication process of the thin polysilicon strain gauges having thicknesses of $50\;{\mu}m$ was established using conventional MEMS technologies; further, the technique of glass frit bonding of the polysilicon strain gauge to the stainless steel diaphragm was established. Performance of the polysilicon strain gauge bonded to the metal cantilever beam was evaluated. The gauge factor, temperature coefficient of resistance (TCR), nonlinearity, and hysteresis of the polysilicon strain gauge were measured. The results demonstrate that the resistance increases linearly with tensile stress, while it decreases with compressive stress. The value of the gauge factor, which represents the sensitivity of strain gauges, is 34.0; this value is about 7.15 times higher than the gauge factor of a metal-foil strain gauge. The resistance of the polysilicon strain gauge decreases linearly with an increase in the temperature, and TCR is $-328\;ppm/^{\circ}C$. Further, nonlinearity and hysteresis are 0.21 % FS and 0.17 % FS, respectively.

• Laser Solutions
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• v.14 no.4
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• pp.14-20
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• 2011

The advantage of using lasers for through silicon via (TSV) drilling is that they allow higher flexibility during manufacturing because vacuums, lithography, and masks are not required; furthermore, the lasers can be applied to metal and dielectric layers other than silicon. However, conventional nanosecond lasers have disadvantages including that they can cause heat affection around the target area. In contrast, the use of a picosecond laser enables the precise generation of TSVs with a smaller heat affected zone. In this study, a comparison of the thermal and crystallographic defect around laser-drilled holes when using a picosecond laser beam with varing a fluence and repetition rate was conducted. Notably, the higher fluence and repetition rate picosecond laser process increased the experimentally recast layer, surface debris, and dislocation around the hole better than the high fluence and repetition rate. These findings suggest that even the picosecond laser has a heat accumulation effect under high fluence and short pulse interval conditions. To eliminate these defects under the high speed process, the CDE (chemical downstream etching) process was employed and it can prove the possibility to applicate to the TSV industry.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.9 no.3
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• pp.233-241
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• 2000

This paper presents comparative results of various commonly used anti-stiction methods for polysilicon surface micromachining using identical test structures. Four different types of cantilevers - single cantilevers, cantilevers with dimples, cantilevers with anti-stiction tip, cantilevers with plate - with different widths and lengths were employed as test structures. The detachment length of cantilevers was examined depending on the anti-stiction methods and test structure types. After sacrificial layer was removed, evaporation and sublimation drying methods were used in the drying step when takes place the stiction between structure and substrate. Various final rinsing liquids such as methanol, IPA, and DI water were employed to compare anti-stiction results depending on surface tension and rinsing temperature. For sublimation drying method, methanol was used as an intermediate rinsing liquid. Also, the influence of a stress gradient of the polysilicon was investigated by performing the identical anti-stiction experiments on identical test structures with a stress gradient. In conclusion, sublimation drying method showed superior results to various evaporation drying methods and hence it is considered the best method for releasing polysilicon microstructure in polysilicon surface micromachining.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.12 no.2
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• pp.102-112
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• 2001

The mechanical properties of silicon crystals are important from the viewpoint of wafer and device fabrication processes. It is now widely recognized that silicon undergoes a series of phase transformations when subjected to high pressures, using conventional high pressure devices, such as diamond anvils or indenters. Diamond tip scratching on a silicon surface in the various conditions introduces various kinds of mechanical damage and stressed states. Micro Raman spectroscopy was used to observe the phase transition of single crystal silicon. As results, different morphologies were observed as functions of scratching speed and loading condition and various phases were observed as functions of scratching speed and loading condition.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.05a
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• pp.46-48
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• 2008

나노복합 블레이드가 반도체 웨이퍼 가공을 위한 마이크로급 나노장치나 그 이상의 나노급 구조체를 위해 사용되었다. 금속 블레이드는 실리콘 웨이퍼 가공을 위해 사용되어 왔다. 그러나, 최근 레진 복합 블레이드는 반도체나 핸드폰의 쿼츠 웨이퍼 가공에 사용된다. 유기 또는 비유기 재료 선정은 기계가공성, 전기 전도성, 강도, 연성 및 웨이퍼 저항을 가진 블레이드를 만드는데 중요하다. 고성능 응용의 증대 요구에 따라 개발된 고기술 비유기성 재료의 혼합은 낮은 가격에 고기능의 신뢰도를 필요로 한다. 나노 입자의 크기를 가진 레진 복합물의 마이크로 설계는 입자간 상호작용의 제어가 필요하다. 형상 제작 동안 마이크로 차원에 두께를 유지하기 위해서는 마이크로/나노급 제작을 위한 가공기술이 중요한 것 중의 하나이다. 본 연구에서는 핫 프레스 구조물이 원래 설계 기준과 두께 차이의 실험 접근법을 사용해 만들어졌다. 다른 습식 공정 기술은 차원의 허용치를 개선하기 위해 만들었다. 실험들과 해석들은 신뢰성 결과가 사용가능함을 보여주었다. 반도체 시장에 사용될 레진 복합 블레이드의 개선 효과가 논의되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.44.1-44.1
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• 2010

레이저 가공기술은 공정 적용이 용이하고 응용 분야가 넓어 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 특히, 태양전지 제조공정에서는 cutting, grooving, doping, ablation등의 분야에 활발하게 적용되고 있으며 최근에는 다양한 종류의 레이저를 기술을 이용하여 효율 향상과 원가 절감을 위해 많은 기관에서 활발하게 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서는 실리콘웨이퍼에 특정 파장의 레이저를 조사하여 실리콘웨이퍼 표면의 용융과 고상화를 통해 구조적, 전기적 특성 변화를 확인하였다. Si wafer의 표면은 레이저 조사 조건에 의해 다결정화 하며 레이저의 power와 frequency, scan speed등을 조절하여 다결정 실리콘 영역의 형성 깊이를 조절 할 수 있다. 다결정화 된 부분의 구조적 특성은 SED과 XRD를 이용하여 측정하였으며, 전기적 특성은 면저항 측정을 통하여 실시하였다. 또한 이러한 특성을 이용하여 태양전지 제조 공정의 적용가능성을 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.115.2-115.2
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• 2011

실리콘 박막 태양전지는 기판의 표면형상에 따라 셀 내부에서 이동하는 빛의 광학적인 경로가 크게 증가하여 변환효율의 향상을 기대할 수 있다. 금속 기판은 다양한 표면형상으로 가공이 용이하고 강도와 인성이 우수하며 가격이 저렴하여 실리콘 박막 태양전지의 기판재로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 금속 기판의 표면형상이 반사특성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 금속 기판재의 표면형상은 기계적 연마 방식을 응용하여 다양하게 제작하였다. 반사특성을 보기 위하여 UV-visible spectrometer를 사용하여 총 반사율과 산란 반사율을 측정하였고, 표면 형상에 따른 Fe-Ni 기판과 Ag 후면반사막의 반사 특성이 태양전지 셀 내부의 광포획의 증가에 어떠한 영향을 주는지 비교 분석하였다.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.74-78
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• 2002

MEMS공정을 이용하여 폴리실리콘의 piezoresistivity를 이용한 스트레인 센서어레이를 제작하였고, 이 센서 어레이를 flexible substrate에 패키징하는 공정을 개발하였다. 실리콘 웨이퍼에 표면 가공(surface micromachining)된 센서는 폴리이미드 코팅, release-etch 방법을 통해 웨이퍼로부터 분리되어 폴리이미드를 기판으로 하는 flexible sensor array module을 완성할 수 있었다. 공정은 희생층과 절연층을 증착하고 폴리실리콘 0.5 $\mu\textrm{m}$을 증착, 도핑 및 패터닝하여 센서 어레이를 구성하였다. 이 센서어레이를 flexible substrate에 패키징 하기 위해서 폴리이미드를 코팅하여 15 $\mu\textrm{m}$의 막을 구성하였고, 100% $O_2$RIE를 이용한 선택적 식각 방법으로 via hole을 구성하였다. 이후 전기도금을 통해 회로를 구성하여 1단계 패키징(die to chip carrier)과 2단계 패키징(chip to substrate)을 웨이퍼 레벨에서 완성하였다. 희생층을 제거함으로서 웨이퍼로부터 센서어레이 모듈을 분리하였다. 제작되어진 센서 모듈은 임의의 곡면에 실장이 가능하도록 충분한 flexibility를 얻을 수 있었다.